Kapitel 4: Filter ohne Kaffee?

Nachdem wir verschiedene Klangerzeuger kennengelernt haben, sehen wir uns nun an, wie das so gewonnene »Rohmaterial« verfeinert und bearbeitet werden kann – eine klassische Klangbearbeitung ist das Filtern: Bestimmte Frequenzbereiche werden dabei aus dem Ausgangsmaterial entfernt, andere teilweise betont (und klangliche Nebeneffekte gibt es dabei auch noch – wir befinden uns schließlich nicht im Labor).

  • Manche Filter sind angelehnt an Schaltungen »historischer« Synthesizer. Das gibt interessante Hinweise auf deren Klangeigenschaften, man sollte aber keine 1:1-Kopie des Originalklangs erwarten. Dazu spielen neben dem – gewiss sehr wichtigen – Filter auch noch Verstärker, Oszillatoren, Mischer und Hüllkurven eine wichtige Rolle bei der Entstehung eines »Signature« – Klanges.
  • Ein Tiefpassfilter lässt tiefe Frequenzen passieren (daher der Name) und kann hohe Frequenzen oberhalb einer einstellbaren »Eckfrequenz« herausfiltern.
  • Multimodefilter bieten neben dem Tiefpass noch mehrere weitere Filterarten an: Ein Hochpassfilter lässt hohe Frequenzen passieren und kann tiefe Frequenzen unterhalb der Eckfrequenz herausfiltern, das Bandpassfilter lässt nur ein bestimmtes Frequenzband durch und filtert oberhalb und unterhalb dieses Frequenzbandes, ein Notch- oder Bandsperrfilter schneidet ein Frequenzband heraus.
  • Daneben gibt es spezielle – etwas ungewöhnlichere – Filter: Lowpassgates, Formantfilter, Filterbänke, die nicht in die oben beschriebenen Kategorien passen.
  • Auch ein Vocoder ist ein Filter – oder besser: Eine Reihe von Filtern mit einer besonderen Art der Filtersteuerung.
  • Schließlich sollen auch die Phaser erwähnt werden: Sie gehören grundsätzlich auch zu den Filtern. Es handelt sich bei ihnen um sogenannte Allpassfilter, deren Auswirkung wir meist erst in Verbindung mit dem ursprünglichen Signal deutlich wahrnehmen.

Neben der oben genannten Klassifizierung von Filtern nach der Art ihres Eingriffes in das Audiomaterial gibt es noch ein wichtiges Merkmal von Filtern – ihre Flankensteilheit: Wie viel des herausgefilterten Frequenzbereichs bleibt auch kurz neben der Eckfrequenz noch hörbar? Das wird meist in dB / Oktave angegeben: Bei einem »24dB«-Tiefpassfilter ist die Frequenz 1 Oktave über der Eckfrequenz bereits 24dB leiser als ohne Filter. Das ist schon ein recht wirksames Filter, aber musikalisch nicht unbedingt sinnvoller als ein 12dB- oder 6dB-Filter.

Übrigens: Wenn Sie Ihr tiefes technisches Wissen demonstrieren möchten (»Schlaumeier-Modus«), sagen Sie stets korrekt »das« Filter. Die Filter in Synthesizern sind schließlich keine Kaffeefilter!

Exkurs: Berühmte Vorbilder, wie nahe sind wir dran?

Alte Synthesizer – möglichst aus den 70er oder 80er Jahren – sind wundervoll: Sie klingen toll, warm, fett und haben oft zur Pop-Musikgeschichte spürbar beigetragen. Leider sind diese Schätze nicht nur teuer, sondern oft auch noch wartungsanfällig (und dadurch noch einmal teurer). Alternativen müssen her!

Es gibt aktuell »historische Hersteller«, die neue Instrumente bauen, es gibt virtuell-digitale Emulationen für die Audio-Workstation oder als Hardware und es gibt immer mal wieder Module – insbesondere Filter – die den Charme der alten Geräte wiedergeben sollen.

In allen diesen Kategorien können Sie phantastische Instrumente finden, für die Sie – wenn Sie tatsächlich in den 70er oder 80er Jahren Musik gemacht hätten – Ihr Haus samt Einwohnern verpfändet hätten. Aber leider: Diese »Spätgeborenen« können es wahrscheinlich niemandem recht machen. Immer scheint ein kleineres oder größeres Stück an Verhalten, Klang, Geruch usw. zu fehlen. Zumindest wenn man den kenntnisreichen Synthesizerforen und ihren Bewohnern glauben mag.

Diese Diskussion ist aber eher unfruchtbar und soll hier auch nicht geführt werden. Ich möchte gerne die Ähnlichkeiten der Filter-Module mit ihren Vorbildern als grobe klangliche Richtung verstehen, als Möglichkeit der Orientierung. Für eine 1:1 Kopie ist ein modularer Synthesizer ohnehin nicht geeignet, zu viele Komponenten (Verstärker, VCOs, Hüllkurven usw.) unterscheiden sich vom Vorbild. Beispiele für berühmte »Ideengeber« von Doepfer-Modulen sind:

Filter: Vorbild / angelehnt an:
A-101-1 Steiner-Parker Filter
A-101-2 Buchla 292
A-102 EMS AKS
A-103 Roland TB303
A-104 Trautonium
A-105 Prophet 5 etc.
A-106-1 Korg MS-20
A-106-5 Oberheim SEM
A-106-6 Oberheim Xpander
A-107 ERWIK, Oberheim Xpander
A-108, A-120 Moog
A-122 Oberheim
A-124 EDP Wasp

Tiefpassfilter

Ein Tiefpassfilter (engl. Low Pass Filter, LPF) ist ein Filter, das höhere Frequenz­anteile herausfiltern und tiefere passieren lässt. Sie definieren noch immer das, was man als den »typischen Synthesizer-Sound« bezeichnen könnte: Die meisten Synthesizer der 70er Jahre hatten lediglich ein Tiefpassfilter.

Das Filter im A-109 VC Signal Processor ist eigentlich ein »normales« Tiefpassfilter, wird aber im Abschnitt »Spezielle Filter« besprochen, da es mit VCA und Panner doch einen deutlich erweiterten Funktionsumfang gegenüber anderen Tiefpassfiltern aufweist.

Ähnlich verhält es sich mit dem Filter in der A-111-5 Mini Synthesizer Voice. Hier sind neben dem 24 dB Tiefpassfilter sogar noch ein Oszillator, ein ADSR-Generator und zwei LFOs eingebaut. Die Beschreibung finden Sie im Kapitel über die Oszillatoren.

Multimodefilter

Während ein Tiefpassfilter tiefe Frequenzen unterhalb der Eckfrequenz durchlässt (und die Höhen herausfiltert), können Multimodefilter auch auf andere Betriebsarten oder Filter-Modi umgestellt werden. Am häufigsten sind das:

  • Hochpass (bei dem tiefe Frequenzen gefiltert werden, engl. High Pass Filter, HPF),
  • Bandpass (bei dem nur ein einstellbares Frequenzband durchgelassen wird, engl. Band Pass Filter, BPF) und
  • Bandsperre / Notchfilter (bei dem ein einstellbares Frequenzband herausgefiltert wird).

Daneben gibt es noch weitere Filtermodi, die z.B. mehrere »Kerben« im Frequenzgang aufweisen, die unterschiedlich steil hohe und tiefe Frequenzanteile filtern usw. Auf dem Markt finden Sie heute entweder reine Tiefpass- oder Multimodefilter, reine Hochpassfilter scheinen »ausgestorben« zu sein.

Bei manchen Filtern sind diese Modi gleichzeitig über mehrere Ausgangsbuchsen verwendbar (z.B. A-121, mit Einschränkungen A-106-6), manche haben Überblendregler zwischen zwei Filtermodi (z.B. A-106-5 oder A-124) – und dann gibt es noch den A-101-1, der für die unterschiedlichen Filtermodi nicht verschiedene Ausgänge, sondern verschiedene Eingänge verwendet, so dass man unterschiedliche Signale in demselben Filter unterschiedlich behandeln kann.

Spezielle Filter

Die bisher besprochenen Filter machen alle in etwa das, was man auch von Keyboard-Synthesizern her kennt: Tiefpass, Hochpass, vielleicht mal etwas Notch, aber im Grunde bekannte Arten der Klangformung.

Daneben gibt es aber auch Filter, die ganz ungewohnte Konzepte verfolgen, sehr »schräg« klingen oder auch historischen Ideen zur Klangformung nachspüren wie das Trautoniumfilter. Das sind dann grundsätzlich ebenfalls Tiefpass-, Bandpass- usw. Filter, aber mit ganz überraschenden Lösungen im Detail.

Oder auch Filter, die im Kern zwar nicht allzu ungewöhnlich sind, aber mit interessanten Zusatzfunktionen aufwarten können, wie das A-107 Morphing Filter.

Vocoder

Vocoder bestehen aus eine Reihe von parallel geschalteten Bandpassfiltern mit festen Frequenzen. Das ist noch nicht weiter besonders, ein grafischer Equalizer oder eine Festfilterbank ist recht vergleichbar.

Interessant ist allerdings, wie die Amplituden dieser Filter gesteuert werden: Ein Audiosignal (»Modulator«) wird in Frequenzbänder zerlegt, die denen des Filters gleichen. Die gemessene Lautstärke jedes dieser Frequenzbänder wird dann zur Steuerung des Filters verwendet. Wird in dieses Filter ein breitbandiges Audiosignal (»Träger« oder »Carrier«) gespeist, so erhält das Trägersignal quasi den »akustischen Fingerabdruck« des Modulatorsignals. Und schon können Sie die Roboter sprechen lassen.

Leider hat Doepfer die Produktion der gesamten Vocoder-Modulreihe eingestellt, so dass die entsprechenden 5 Module nur noch auf dem Gebrauchtmarkt (und da extrem selten!) zu finden sind.

Phaser

Ein Phaser verschiebt die Phasenlage seines Eingangssignals und mischt das Ergebnis wieder zum Ausgangssignal. Dadurch entstehen charakteristische Frequenzauslöschungen (Kammfilter).

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Klangerzeuger und Krachmacher
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